ch4太阳电池的制造.pptxVIP

硅材料来源 优质石英砂，也称硅砂，以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中 硅砂（焦炭电炉）硅铁(冶金铁,含硅97%-99%) 盐酸 三氯氢硅?(CH4硅烷) 还原＋氢气 多晶硅 硅在地壳中的含量为27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2，占地壳总质量的87%。 由于硅易于与氧结合，自然界中没有游离态的硅存在 硅有晶态和无定形两种同素异形体。;硅材料来源 晶态硅分为单晶硅和多晶硅，它们均具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密度2.32~2.34g/cm3，莫氏硬度为7。 单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅不如单晶硅。;多晶硅锭制造 杜邦法：SiCl4锌还原法 三氯氢硅法（西门子法） 制作三氯氢硅(TCS) 分馏TCS达到PPb级超纯 化学气相沉积法还原成多晶硅 硅烷法 成本和质量都比三氯氢硅法高;多晶硅原料的制造流程的分类(Siemens方法);冶金级多晶硅原料的制造;Simens方法最普遍的制程条件为： 石英反应炉的炉壁温度要在575 oC以下，晶种温 度约为1100 oC. SiHCl3与H2的摩尔比率在5～15%之间 反应炉的压力要小于5psi. 气体流量要比计算值大，以增加沉积速率及带走HCl气体;§ 4.2 多晶硅的制备;§ 4.3 单晶硅的制备;* CZ法;日本生产的16in硅单晶大晶体，重438Kg;（a）一CZ拉晶炉设备的外观，（b）拉晶炉内部的热场与拉晶的示意图;CZ拉晶流程 (1) 加料(Stacking Charge);CZ拉晶流程 (2) 熔化(Meltdown);CZ拉晶流程 (3) 稳定化(Stabilization);CZ拉晶流程 (4) 晶头生长(Neck Growth);晶头生长可消除差排的示意图;CZ拉晶流程 (5) 晶冠生长(Crown Growth);CZ拉晶流程 (6) 晶身生长(Body Growth);CZ拉晶流程 (7) 尾部生长(Tail Growth);常见的太阳电池级CZ硅单晶片的规格范例;§4.4 晶体硅太阳电池的制造;4.4.1 原???的切割;线切割示意图;4.4.2 表面处理;主标志面;太阳电池生产流程：;表面绒面化; 绒面制作方法： 目前，晶体硅太阳电池的绒面一般的是通过化学腐蚀的方法制作完成，针对不同的硅片类型，有两种不同的化学液体系：; 金字塔形角锥体的表面积S0等于四个边长为a正三角形S之和 由此可见有绒面的受光面积比光面提高了1.732倍。; 当一束强度为E0的光投射到图中的A点，产生反射光Φ1和进入硅中的折射光Φ2。反射光Φ1可以继续投射到另一方锥的B点，产生二次反射光Φ3和进入半导体的折射光Φ4；而对光面电池就不产生这第二次的入射。经计算可知还有11%的二次反射光可能进行第三次反射和折射，由此可算得绒面的反射率为9.04%。;绒面反射率： ;2.1 单晶硅制绒设备 设备架构： 槽式制绒设备，分为制绒槽、水洗槽、喷淋槽、酸洗槽等。 设备特点： 可根据不同清洗工艺配置相应的清洗单元； 清洗功能单元模块化，各部分有独立的控制单元，可随意组合； 结构紧凑，净化占地面积小，造型美观、实用，操作符合人机工程原理。 生产能力： 边长125：1000pcs/h;槽体布局及工艺：;各种药液的作用 1.异丙醇：降低硅片表面张力，减少气泡在硅片表面的吸附，使金字塔更加均匀一致。 2.添加剂： -降低硅表面张力，促进氢气泡的释放，使金字 塔更加均匀一致。 -增加溶液的粘稠度，减弱NaOH溶液对硅片的腐蚀力度，增强腐蚀的各向异性 3.HF酸：去除硅的氧化物，使硅片更易脱水 4.HCL：去除金属离子 ;单晶制绒遵循原则： 小而均匀，布满整个硅片表面;单晶制绒生产流程:;上料位;上料位;多晶制绒的影响因素： 1.温度对氧化反应的影响比较大，对扩散及溶解反应的影响比较小。温度升高，反应速度 常数会增大，物质传输速度也增大。 2.水的加入主要降低了硝酸的浓度，从而减小了酸液对硅片的氧化能力 3. 硫酸能提高溶液粘度，也不参加腐蚀反应，可以稳定反应速度，增加腐蚀均匀性。（rena刻蚀设备